《2025年非常学案高中化学选择性必修第一册人教版》

新知必备
1. 概念
在一定条件下，当弱电解质的电离达到平衡时，溶液里各组分的浓度之间存在一定的关系。对于一元弱酸或一元弱碱来说，溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积，与溶液中未电离分子的浓度 之比是一个常数，这个常数叫做电离平衡常数，简称电离常数，通常用 $K_a、K_b$ 分别表示弱酸、弱碱的电离平衡常数。
2. 电离平衡常数的表示方法
(1) 一元弱酸、一元弱碱的电离平衡常数
例如：$CH_3COOH \rightleftharpoons CH_3COO^- + H^+$
$K_a = \frac{c(CH_3COO^-) · c(H^+)}{c(CH_3COOH)}$；
$NH_3 · H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$
$K_b =$$\boldsymbol{\dfrac {c{(NH^{+}_{4})}· c{(OH^{-})}}{c{(NH_{3}· H_{2}O)}}}$。
(2) 多元弱酸的电离平衡常数
多元弱酸的电离是分步进行的，每一步电离都有电离平衡常数，通常用 $K_a1、K_a2$ 等来分别表示。例如，$H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$
$K_a1 =$$\boldsymbol{\dfrac {c{(HCO^{-}_{3})}· c{(H^{+})}}{c{(H_{2}CO_{3})}}}$；
$HCO_3^- \rightleftharpoons H^+ + CO_3^{2-}$
$K_a2 = \frac{c(H^+) · c(CO_3^{2-})}{c(HCO_3^-)}$。
多元弱酸各步电离常数的大小比较：$K_a1$$\boldsymbol{\gg}$ $K_a2$，因此，多元弱酸的酸性强弱主要由第一步 电离决定。
3. 电离常数的影响因素
(1) 内因：同一温度下，不同弱电解质的电离常数不同，说明电离常数首先由弱电解质的性质 所决定。
(2) 外因：对于同一弱电解质，电离常数只与温度 有关，由于电离为吸热 过程，所以电离平衡常数随温度升高 而增大。
4. 意义
[实验3-2]比较 $CH_3COOH$ 与 $H_2CO_3$ 的酸性强弱
实验操作

【结论】 相同温度下，电离常数越大，所对应的酸性或碱性相对越强。

答案： 1.各种离子浓度的乘积 未电离分子的浓度
2.
(1)$\boldsymbol{\dfrac {c{(NH^{+}_{4})}· c{(OH^{-})}}{c{(NH_{3}· H_{2}O)}}}$
(2)$\boldsymbol{\dfrac {c{(HCO^{-}_{3})}· c{(H^{+})}}{c{(H_{2}CO_{3})}}}$ $\boldsymbol{\gg}$ 第一步 3.
(1)不同 性质
(2)温度 吸热 升高 4.气体产生 $\boldsymbol{＞}$ $\boldsymbol{＞}$ 越强

1. 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1) 改变条件，电离平衡正向移动，电离平衡常数一定增大。 (×)
(2) 改变条件，电离平衡常数增大，电离平衡一定正向移动。 (√)
(3) $25°C$，$0.1 mol/L$ 的 $HF$ 溶液与 $0.01 mol/L$ 的 $HF$ 溶液，前者的 $HF$ 电离程度较大，电离常数也较大。 (×)
(4) 升高温度，醋酸的电离平衡正向移动，其电离程度和电离常数均增大。 (√)

答案：
(1)×
(2)√
(3)×
(4)√

2. 已知 $25°C$ 下，$CH_3COOH$ 溶液中各粒子的浓度存在以下关系：$K_a = \frac{c(CH_3COO^-) · c(H^+)}{c(CH_3COOH)} = 1.75 × 10^{-5}$。下列有关结论可能成立的是 (D)

A.$25°C$ 下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，$K_a = 8 × 10^{-5}$
B.$25°C$ 下，向该溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液时，$K_a = 2 × 10^{-4}$
C.标准状况下，醋酸的 $K_a = 1.75 × 10^{-5}$
D.升高到一定温度，$K_a = 7.2 × 10^{-5}$

答案： D [醋酸中存在电离平衡:${CH_{3}COOH⇌ CH_{3}COO^{-} + H^{+}}$,题中$K_{a}$为醋酸的电离常数,由于电离常数只随温度的变化而变化,所以排除A、B两项;醋酸的电离是吸热过程,升高温度,$K_{a}$增大,降低温度,$K_{a}$减小,标准状况下($0\ ^{\circ}C$)温度低于$25\ ^{\circ}C$,则$K_{a}＜1.75× 10^{-5}$,所以C项不成立、D项可能成立。]

3. 在 $25°C$ 时，$0.1 mol · L^{-1}$ 的 $HNO_2、HCOOH、HCN、H_2CO_3$ 溶液中溶质的电离常数分别为 $5.6 × 10^{-4}、1.8 × 10^{-4}、6.2 × 10^{-10}、K_a1 = 4.5 × 10^{-7}$ 和 $K_a2 = 4.7 × 10^{-11}$，其中氢离子浓度最小的是 (C)

A.$HNO_2$ 溶液
B.$HCOOH$ 溶液
C.$HCN$ 溶液
D.$H_2CO_3$ 溶液

答案： C [由电离常数的大小可知,酸性强弱顺序为${HNO_{2}}＞{HCOOH}＞{H_{2}CO_{3}}＞{HCN}$,故$c{(H^{+})}$最小的是${HCN}$溶液。]